что такое дебет скважины и как его рассчитать
Что такое дебит скважины и как его определить
Комплексная характеристика, позволяющая оценить возможность выработки поставлять воду в заданном режиме пользования, называется дебит скважины. Нахождение параметра необходимо для выбора эксплуатационного насоса. Снижение величины показателя говорит о проблемах с водозабором.
Определения дебита
Расходную характеристику источника узнают, основываясь на габаритах выработки и расстоянии зеркала в ней от земной поверхности, которое меняется в зависимости от времени года, погоды, технического состояния скважины. Рассчитывают дебит, воспользовавшись формулой Дюпюи для нефтяных и газовых стволов или упрощенным методом, точности которого достаточно, чтобы определить производительность помпы. При вычислениях расхода находят дебеты удельный и реальный.
Динамика, статика и высота столба воды
Для выполнения расчетов по расходным показателям выработки потребуются исходные данные. К ним относятся: урез жидкости в стволе статический и динамический, высота водного столба. Чтобы узнать характеристики, нужно произвести замеры с помощью шнура, грузика, рулетки.
По разнице уровней судят о дебите выработки: чем меньше разрыв, тем больше водоотдача скважины. Высокопроизводительный водозабор характеризуется дистанцией 1 м, у артезианских источников статический и динамический уровни совпадают.
Определение производительности насоса
При расчете дебита понадобится еще один показатель, участвующий в расчетной формуле,- производительность (Р) откачивающего насоса для скважины. Узнают величину из паспорта помпы или маркировки, нанесенной на шильдике — закрепленной на корпусе прибора металлической бирке.
Если информацию обнаружить не удалось, пользуются расходомером, счетчиком или определяют расход при помощи мерного сосуда и секундомера.
Порядок проведения измерений:
Если помпа закачала контейнер за 50 секунд, то ее производительность составляет 20/50=0,4 л/с. Тогда часовой расход в кубометрах получится 0,4*3600/1000=1,44 м³/ч.
Упрощенный расчет
Для определения дебита подземной выработки пользуются формулой Д=Р/(Ндн-Нст)*Нв. Значения показателей расшифрованы выше.
В качестве примера рассматривается ситуация, характеризующаяся обстоятельствами:
В формулу подставляются значения показателей. Д=1,44/(23-20)*10=4,8 м³/ч. Точность представленного расчета обеспечивает возможность выбора подходящего для скважины насоса.
Удельный дебит
Когда на скважину ставят насос мощнее, динамический уровень падает, а с увеличением его абсолютного значения фактический дебит снижается. Более объективную оценку водозабору дает удельный расход, который характеризуется объемом откачанной воды при понижении уровня на 1 м ствола. Для вычисления показателя проводят повторное определение динамического уровня при иной производительности насоса.
Формула удельного дебита имеет вид Дуд=(Р2-Р1)/(h2-h1), где:
В продолжение предыдущего примера: насос 2 имеет ресурс 2,5 м³/ч. Динамический уровень с 23 возрос до 26 м. В таких условиях удельный дебит Дуд=(2,5-1,44)/(26-23)=0,38 м³/ч — на эту величину увеличится отдача скважины, если Ндн возрастет на 1 м.
При среднем дебите водозаборных выработок на дачных участках 2,0 м³/ч, увеличение расхода на 0,38 вызовет понижение зеркала на 1 м. Исходя из этого, скважинный насос опускают ниже динамического уровня не меньше чем на 100 см.
Реальный дебит
Расчет на основе удельного расходного показателя дает результат, приближенный к реальному дебиту. При вычислениях учитывается расстояние от устья скважины до начала зоны фильтрации (Нф). С учетом заданных параметров вымышленной выработки принимается, что Нф=28 м. Объективная водоотдача рассчитывается из выражения Др=Дуд*(Нф-Нст). Для рассматриваемых условий Др=0,38*(28-20)=3,04 м³/ч.
В последнем случае продлить существование источника помогает оборудование устья скважины герметичным оголовком. Таким образом убирается противодавление атмосферы, которое равно 10 м водного столба. В результате статический и динамический уровни повысятся, дебит выработки увеличится.
Что такое дебит водяной скважины, и как его рассчитать
Когда вода поступает из водоносного пласта, нужно уметь оценить приток. Иначе при полной нагрузке воды не хватит для всех потребителей. Дебит скважины – параметр, указывающий на то, сколько воды можно получать из источника в единицу времени. Расчет достаточно сложен, и требует внимания, аккуратности и терпения.
Динамика, статика и высота столба воды
Значение этих терминов нужно изучить, чтобы понять, как определить дебит скважины. Это основные показатели эффективности скважины в процессе водоснабжения. Измерить их до того, как рассчитать дебит скважины. На основании полученных данных определяется мощность насосного оборудования.
Под статическим уровнем понимают глубину шурфа, заполненного водой, при условии, что забор жидкости не производится. Чтобы определить его, нужно обеспечить простой источника в период не менее 60 минут. Динамическим уровнем именуется величина глубину водяного столба, который установится, если забор жидкости будет равным притоку. Величина необходима для расчета дебита скважины.
А под высотой водяного столба предполагают расстояние от дна до отметки статического уровня. При измерении есть одна особенность. Этот параметр определяется от дна, в то время, как остальные – от нулевой отметки (от поверхности земли). А чтобы лучше понять, что такое дебит скважин, нужно рассмотреть принцип проведения расчетов и разобраться в особых требованиях к процедуре.
Определение дебита
Одним из необходимых параметров является производительность насоса. Она указана в технической документации. Если под рукой его не окажется, придется сделать следующее:
При определении высоты столба, воды вручную, нужно пользоваться насосом, мощность которого равна или превосходит общую потребность. Иными словами, ее должно хватать, чтобы обеспечить все потребители.
Как рассчитывают дебит
Чтобы получить искомую величину, нужно иметь исходные данные, в качестве которых служат показатели статического и динамического уровня, объема получаемой жидкости, высота столба. Формула зависит от типа расчетных операций.
Упрощенный расчет
Таким методом рассчитывается средний дебит скважины. Для получения точных сведений нужно будет воспользоваться иным способом. Но для частного дома упрощенного расчета вполне достаточно. Чтобы определить дебит скважины, нужно умножить интенсивность откачивания на высоту водного столба, а полученную величину разделить на разницу между динамическим и статическим уровнем.
К примеру, имеется скважина глубиной 50 метров.
Статическая отметка – 40 метров, динамическая – 35 м. Количество водный масс, перекачиваемых за 60 минут, указано на насосе, и составляет 2,5 куб/час. Тогда расчет производится следующим образом:
Удельный дебит
Если увеличить мощность насосного оснащения, дин. уровень станет ниже. Это приведет к тому, что дебит снизится. Именно поэтому для получения достоверных данных рассчитывают удельный дебит скважины. Показатель указывает на количество воды, выдаваемой при падении ее уровня на 1 метр. Процедура предполагает произведение двух замеров.
Если установить, что интенсивность водозабора равна V, а снижения отметки залегания воды в скважине v, то формула будет выглядеть следующим образом:
Цифровые индексы указывают на то, к какому замеру (первому или второму) относятся данные. На примере это выглядит так:
Процедуру повторяют, установив насос, производительность которого равна не 3, а 6 куб/час. В данном случае, предположим, разница между статикой и динамикой – 15 м. Тогда определяя дебит скважины, что это такое становится понятным из расчета:
Полученные данные более точны, но есть возможность произвести расчет, который будет максимально соответствовать реальным показателям, которые характерны для конкретной скважины.
Реальный дебит
Главное требование – отметка, на которой установлен насос, должна быть выше, чем аналогичный показатель для фильтровального пласта. Необходимо измерить, как глубоко от земли находится фильтровальная зона. При этом в формулу Дюпри включен показатель удельного дебита, который рассчитывается, как указано выше.
Кроме того, нужно знать величину статического уровня. Если эти данные имеются, то для расчета нужно высчитать разницу между ним и глубиной фильтрационной зоны, а полученную величину умножить на удельный дебит. В качестве примера можно использовать данные из предыдущего раздела.
В этом случае чтобы получить реальные значения дебита нужно сделать следующее:
Этот способ измерения дает более точные результаты, чем упрощенный. Однако он более трудоемкий, и не всегда применим. Нужен второй насос, которого под рукой можеть просто не оказаться. По-другому невозможно измерить удельные показатели, а значит, этот способ применить уже нельзя.
Вывод + полезное видео
Чтобы определить, какой нужен насос, и хватит ли притока воды в скважине, чтобы обеспечить нужды всех проживающих в доме, нужно произвести соответствующие замеры и выполнить расчеты. Для этого потребуется электрический уровнемер. При его отсутствии можно воспользоваться нитью с грузилом. Это для того, чтобы измерить уровни.
Для точных расчетов потребуются два насоса.
Если такой возможности нет, и взять их негде, то можно воспользоваться упрощенным способом. Но полученные данные могут отличаться на 20-30% от фактических. Однако общую картину этот метод предоставит. Но главное, процедура доступна для каждого, и все действия можно выполнить собственными руками.
Что такое дебит скважины, как его увеличить своими руками
Источник имеет ряд важных технических характеристик. Одна из них – дебит скважины. Определить его необходимо задолго до того, как начинаются работы по изготовлению источника.
Что это такое?
Это величина производительности источника. Она указывает на реальный объем жидкости, который фактически готова выдать шахта. Измеряется такими показателями:
Глубинной помпой вода закачивается из обсадной трубы. В нее жидкость поступает из водоносного слоя. Понятное дело, что ее запас имеет предел. Поэтому дебет указывает на тот объем, который источник готов выдать за определенную единицу времени.
Необходимые характеристики
Чтобы знать, как правильно рассчитать дебит скважины, необходимо понять особенности уровня воды, он бывает:
Статический и динамический уровни
Определить статический возможно в момент, когда из скважины процесс откачки не осуществляется. Необходимо оставить шахту в покое на несколько часов. Благодаря этому точка воды будет находиться на максимально высокой отметке. Измерения осуществляются до поверхности грунта и от зеркала воды в метрах.
Динамическая величина нестабильная. Отталкиваясь от условия использования источника, показатель будет постоянно изменяться. При откачке объем уменьшается. Если мощность помпы рассчитана так, что скорость откачки воды не превышает возобновление из водоносного слоя, то она восстановится. Динамическим водяным уровнем будет отметка глубины зеркала, на которой она удерживается при водозаборе с определенной скоростью.
Важно! Вычислить точный динамический показатель нереально, ведь он во многом будет зависеть от производительности и мощности используемого скважинного насоса.
Эта единица измерения нужна, чтобы четко понимать, на какую глубину допускается погружать помпу.
Процесс измерения осуществляется в два захода. Применяется интенсивный и средний водозабор. Так, первые измерения выполняете спустя один час, когда помпа непрерывно работает. За счет этого вы сможете узнать разницу, в период между интенсивным и средним водозабором. В оптимальном варианте хорошо, когда разница минимальная.
В основе вычисления также лежит формула, которая выглядит следующим образом: V * Hв / Hдин – Hстат, где
Однако здесь может быть погрешность. Чтобы свести ее к минимуму, необходимо определить удельный объем, и у вас появится реальная возможность сделать расчет максимально точным.
Удельный дебит
Это то количество воды, которое шахта способна выдать при условии понижения уровня жидкости на 1 метр. Перед тем как его определить, необходимо дать время, чтобы источник заполнился и поднялся до статической отметки.
Далее необходимо интенсивно выполнить забор воды. При этом ускорение должно повышаться в отличие от предыдущего водозабора. Затем повторно проверяете динамический показатель. На практике все может выглядеть следующим образом.
Измерить и рассчитать удельный запас можно при помощи следующей формулы: Du = V2 – V1 / H2 – H1. Расшифровка выглядит следующим образом:
Реальный
Исходя из значения удельного запаса, можно выяснить реальный. Определение фактического дебита скважины осуществляется по такой формуле: D = (Hf – Hst) * Du. Она имеет следующее обозначение:
Получившееся значение может оказаться в два раза меньше. И при определении объема именно на него и следует ориентироваться. Так вы узнаете, хватит ли вам этой производительности для всех домашних и хозяйственных нужд или нет.
Как определить?
Посчитать его можно двумя простыми способами:
Определить удельный объем можно так: делите разницу между динамическим и статическим уровнем. То есть это показатель отдачи при понижении уровня воды на один метр. Чтобы узнать реальный объем, для этого высоту водяного столба умножаете на статический уровень и на удельный. Вы сможете определить потенциальную возможность источника, а именно подобрать насос, который будет откачивать воду с такой же скоростью, с какой она поступает.
Расчет дебита артезианки
Реальный пример. За основу возьмем следующую формулу: D = H * V / (Hд – Hст), где
Как посчитать по формуле Дюпюи?
Стоит заметить, ее можно использовать только в условиях напорной воды. Также существует еще одно важное условие – процесс откачивания должен осуществляться исключительно с одним понижением. Формула Дюпюи для расчета запаса воды выглядит так: Q = S / S1 * Q1, где
Почему снижается?
Существует несколько причин, почему максимальный уровень объема снижается, три часто встречаемые:
Как восстановить дебит своими руками?
Существует два способа:
Важно! Перед тем как приступить к работе, рекомендуется выполнить ряд действий, направленных на обследование количества и качества водоносного слоя. Также необходимо определить глубину насоса и зеркала воды.
Как увеличить дебит?
Если ранее объем был нормальный, но постепенно стал уменьшаться и теперь необходимо его повысить. Существует несколько технологий. Для начала стоит провести более простые действия, например по прочистке обсадной колоны. Возможно, стоит расширить ее от различных отложений.
Важно! В процессе прочистки шахты насос необходимо поднять на поверхность.
Плюс ко всему влиять на уменьшение запаса жидкости может забившийся фильтр, поэтому его также стоит почистить. А в некоторых случаях виновником всего является насос. Выяснить это можно, если динамический уровень упал и нет желаемой производительности.
Кроме всего прочего, дебит может увеличиться, если использовать следующие технологии:
Полезное видео
Ознакомьтесь с подробным рассказом специалиста.
Что такое дебит скважины и как его рассчитать?
При бурении источника воды необходимо знать не только глубину водоносного слоя, но и дебит скважины. Этот показатель определяет, какое количество жидкости может выдать источник за единицу времени. То есть сколько воды можно добыть за минуту или час. Сайт «Сантехник Портал» расскажет, как определить дебит скважины, чтобы понимать, сможет ли источник покрывать необходимый ресурс воды.
Зачем знать дебит скважины?
Прежде всего стоит отметить, что расчет объема скважины и ее дебита – это не одно и тоже. Объем – это показатель того, сколько жидкости может уместить источник. А вычисление дебита скважины или колодца – показатель объема жидкости, полученной за 1 час, то есть производительность источника. Измеряется в л/с или м3/ч.
Знать производительность сооружение необходимо, чтобы определить, способна конструкция обеспечить потребность в воде или же дебит нужно повысить.
Расчет производительности скважины
Производительность скважинного водозабора — величина нестабильная, зависящая от множества факторов и параметров, в том числе состояние и ресурс источника, время года, скорость движения грунтовых вод и т.д. Однако приблизительно подсчитать характеристики дебита возможно.
При вычислении производительности учитываются следующие геологические характеристики:
Для определения данных показателей потребуется такой инвентарь:
Внимание! Для точности результатов, до начала замеров не стоит пользоваться скважиной в течение 3-4 часов.
Последовательность действий, как узнать производительность скважины на воду:
После того, как объем перекачиваемой жидкости насосом вычислен, далее расчет производительности водоносного источника происходит по формулам.
Формулы расчета реального и удельного дебита
Расчет дебита скважины происходит по формуле:
V – производительность насоса, м³, объем откачиваемой воды; Hд — динамический уровень, м; Hст – статический уровень, м; L – высота столба воды, м; D – дебит скважины, м³/ч.
Значения, полученные в результате замеров, вставить в формулу. В формуле продуктивность водяного насоса разделить на разницу динамического и статического уровня. Полученное число умножить на высоту столба воды и в итоге получается значение дебита.
Многие умножают не на расстояние от статического уровня до фильтра, а на общую глубину. Такие расчеты скважины точны только, если источник сконструирован идеально. Если же точка водозабора несовершенна и содержит фильтр, то данные вычисление обладают погрешностью в большую сторону. Это влечет за собой неправильный выбор насосного оборудования и снижение его срока эксплуатации.
Допустим, в результате замеры, получились следующие результаты:
Нужно вычислить высоту столба воды: 40-15 = 35 м. Вставить полученные данные в формулу: 0,9 / (20-15) × 35 = 4,5. От этого значения отнять 20% — поправка на суточное изменение дебита.
В результате реальный дебит скважины составит 3,6 м³ в час. Таким же образом можно вычислить и среднесуточную величину.
Увеличение продуктивности насосного оборудования способствует снижению динамического уровня, а значит и к уменьшению фактического дебита. Поэтому при расчетах, замеры динамики нужно делать дважды — при разной интенсивности забора жидкости.
Удельный дебит скважины можно рассчитать по формуле:
V1 — объем воды, откачанный при первом заборе; V2 — объем воды, откачанный при втором заборе; h1 — понижение динамического уровня при первом заборе; h2 — понижение динамического уровня при втором заборе.
Определение удельного дебита считается как производительность скважины при снижении уровня воды на метр.
Как глубина погружения насоса влияет на производительность?
Погружные насосы, в соответствии с инструкцией, необходимо размещать, как можно дальше от скважинного фильтра. В то же время нормальное расстояние до статического водного уровня должно быть не менее 1 метра.
Внимание! Оптимальная глубина расположение насоса — точка наиболее интенсивного притока воды.
При этом выбирая, на какой глубине установить насосную станцию, следует учитывать, что производительность водозаборного источника снижается пропорционально удалению от дна. То есть, на глубине 40 метров, где в шахте расположен фильтр, выдача жидкости будет максимальной и по расчетам составит 3,6 м³/час.
Тогда как на глубине 28 метров выдача составит 1,8 м³/час, а на глубине равной статическому уровню дебит будет совсем небольшим. Чтобы обеспечить оптимальную производительность бытового водоснабжения, насос необходимо разместить на глубине от 28 до 35 м.
Как повысить дебит?
В процессе эксплуатации производительность скважинного водозабора уменьшается. Главная причина снижения дебита – засорение дна. Чтобы повысить производительность до начального показателя, почистить фильтр и шахту сооружения.
Но чистка источника не поможет, если дебит изначально был невысоким. Причины этому могут быть разные: узкий диаметр эксплуатационной трубы, шахта попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.
Как увеличить дебит скважины с минимальными затратами? Самый простой способ — это установка герметичного оголовка.
Атмосферное давление на уровне моря при температуре 0°С показывает 760 мм ртутного столба. Можно рассчитать атмосферное давление для воды зная, что плотность ртути в 13,6 раз выше, плотности воды: 0,76 × 13,6 = 10,336 м.
Если наполнить скважину водой и монтировать на нее герметичный оголовок, то можно убрать атмосферное давление. В результате, если статический уровень был равен 15 м, и убрать атмосферное давление, которое составляет приблизительно 10 метров ртутного столба, то статический уровень поднимется до 5 метров от земли.
Пропорционально статическому уровню, благодаря герметичному оголовку, повысится динамический уровень, а значит увеличится производительность, то есть дебит, водозаборной конструкции.
Но есть и другие способы повысить дебит скважинного колодца – пневмоимпульсная обработка фильтра, использование акустического порохового генератора и другие методики, однако установка герметичного оголовка является самым простым вариантом.
Благодаря консультантам santehnikportal.ru вы знаете, как определить дебит скважины на воду, и как повысить производительность колодца при помощи герметичного оголовка.
Как рассчитать дебит скважины
Основным элементом системы водоснабжения является источник водоснабжения. Для автономных систем в частных домовладениях, на дачах или фермерских хозяйствах в качестве источников используют колодцы или скважины. Принцип водоснабжения прост: водоносный слой наполняет их водой, которая с помощью насоса подается пользователям. При длительной работе насоса, какова бы ни была его мощность, он не может подать воды больше, чем водонос отдает в трубу.
Любой источник имеет предельный объем воды, которую он может отдать потребителю за единицу времени.
Определения дебита
Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.
Однако, абсолютно точно рассчитать продуктивность источника сложно. Расчет показателей требует времени и спецоборудования. Но, полученного результата будет достаточно для понимания возможностей вашего источника.
Динамика, статика и высота столба воды
Прежде чем приступить к измерениям, нужно понять, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, а также высота столба воды в скважинной колонне. Замер данных параметров необходим не только для расчета производительности скважины, но и для правильного выбора насосного агрегата для системы водоснабжения.
Динамика и статика измеряется в метрах от земли, а высота столба от дна скважины
Произвести измерение можно с помощью:
Определение производительности насоса
При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:
В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:
После получения данных необходимо сопоставить их по диаграмме.
Сопоставьте данные по аналогии с примером
Измерение динамического уровня и дебита скважины нужно производить насосом с производительностью не менее вашего расчетного пикового расхода воды.
Упрощенный расчет
Дебит скважины – это отношение произведения интенсивности водооткачки и высоты водяного столба к разности между динамическим и статическим водными уровнями. Для определения дебита скважины определения используется формула:
Например, мы имеем скважину глубиной 60 метров; статика которой составляет 40 метров; динамический уровень при работе насоса производительностью 3 куб.м/час установился на отметке 47 метров.
Итого, дебит составит: Dт = (3/(47-40))*20= 8,57 куб.м/час.
Упрощенный метод измерений включает замер динамического уровня при работе насоса с одной производительностью, для частного сектора этого может быть достаточно, но для определения точной картины – нет.
Удельный дебит
С увеличением производительности насоса, динамический уровень, а соответственно и фактический дебит снижается. Поэтому более точно водозабор характеризует коэффициент продуктивности и удельный дебит.
Для вычисления последнего следует произвести не один, а два замера динамического уровня при разных показателях интенсивности водозабора.
Удельный дебит скважины – объем воды, выдаваемой при снижении ее уровня за каждый метр.
Формула определяет его как отношение разности большего и меньшего значений интенсивности водозабора к разности между величинами падения водного столба.
Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где
Возвращаясь к нашей условной скважине: при водозаборе с интенсивностью 3 куб.м/час, разница между динамикой и статикой составила 7 м.; при повторном замере с производительностью насоса в 6 куб.м/час разница составила 15 м.
Итого, удельный дебит составит: Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час
Реальный дебит
Расчет строится на основании удельного показателя и расстоянии от поверхности земли до верхней точки фильтровальной зоны, учитывая условие, что насосный агрегат не будет погружен ниже. Данный расчет максимально соответствует реальности.
Dт = (Hф-Hст)*Dуд, где
Итого, реальный дебит составит: Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.
Как видно, в случае с нашей воображаемой скважиной, разница между упрощенным и последующем измерением составила почти 2,2 куб.м/час в сторону уменьшения производительности.
Снижение дебита
В ходе эксплуатации производительность скважины может уменьшаться, основной причиной снижения дебита является засорение, а для его увеличения до прежнего уровня необходимо производить очистку фильтров.
Со временем рабочие колеса центробежного насоса могут износиться, особенно если ваша скважина на песке, в этом случае его производительность станет ниже.
Однако, прочистка может не помочь, если изначально у вас оказалась малодебитная водяная скважина. Причины этого разные: диаметр эксплуатационной трубы недостаточен, она попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.